[发明专利]分栅快闪存储器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种分栅快闪存储器及其制备方法，分栅快闪存储器的制备方法包括：提供一半导体衬底，在半导体衬底上依次形成有耦合氧化层、浮栅多晶硅层和层间介质层；刻蚀层间介质层、浮栅多晶硅层和耦合氧化层，并暴露出半导体衬底，以形成一开口；在开口的内壁上形成侧壁结构，并形成填充于开口中的源线多晶硅层，其中，侧壁结构至少包括一阻隔氧气层；在源线多晶硅层上形成源线保护层，以源线保护层形成时，氧气无法通过半导体衬底与阻隔氧气层之间的界面进一步的渗透，使得氧气无法到达浮栅多晶硅层与第一侧墙的界面处，改善了靠近第二侧墙的部分耦合氧化层的厚度加厚的问题，提高了编程效率和擦除效率，并降低其存储单元的开通电流的影响。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种分栅快闪存储器及其制备方法。

背景技术

在目前的半导体产业中，存储器件在集成电路产品中占了相当大的比例，存储器中的快闪存储器(Flash memory，又称为闪存)的发展尤为迅速。它的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息，具有集成度高、较快的存取速度和易于擦除等多项优点，因而在微机、自动化控制等多项领域得到了广泛的应用。其中，快闪存储器的存储单元是在传统的MOS晶体管结构基础上，增加了一个浮栅(Floating Gate，FG)和一层耦合氧化层，并利用浮栅来存储电荷，实现存储内容的非挥发性。

在形成分栅快闪存储器的源线(Source Line)上方的保护层时，容易引起靠近源线的一侧的耦合氧化层的厚度较厚的问题，使得源线的耦合比下降，从而造成编程效率和擦除效率的下降，还导致浮栅的阈值电压升高，影响了存储单元的开通电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分栅快闪存储器及其制备方法，以提高编程效率和擦除效率，并降低靠近源线的一侧的耦合氧化层的厚度较厚的问题对存储单元的开通电流的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种分栅快闪存储器的制备方法，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成有耦合氧化层、浮栅多晶硅层和层间介质层；

刻蚀所述层间介质层、浮栅多晶硅层和耦合氧化层，并暴露出所述半导体衬底，以形成一开口；

在所述开口的内壁上形成侧壁结构，并形成填充于所述开口中的源线多晶硅层，其中，所述侧壁结构至少包括一阻隔氧气层；以及

在所述源线多晶硅层上形成源线保护层。

可选的，所述侧壁结构还包括形成于所述阻隔氧气层的第一氧化物层和第二氧化层。

进一步的，在所述开口的内壁上形成侧壁结构包括：

在所述层间介质层的顶面以及所述开口的内表面上沉积第一氧化层；

在所述第一氧化层表面上形成阻隔氧气层；

在所述阻隔氧气层上沉积第二氧化层；以及

刻蚀所述第二氧化层、阻隔氧气层和第一氧化层，以在所述开口的内壁上形成侧壁结构。

进一步的，所述阻隔氧气层的材料包括氮硅化合物、碳硅化合物、氮碳硅化合物或氮碳氢硅化合物。进一步的，所述阻隔氧气层包括碳化硅层。

进一步的，通过化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述阻隔氧气层。

进一步的，通过化学气相沉积工艺形成所述阻隔氧气层时的工艺为：在工艺温度高于800℃下，通过50sccm-300sccm的甲基三氯硅烷和500sccm-3000Sccm氢气，持续时长30min-300min形成所述阻隔氧气层。

进一步的，通过化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第一氧化层，形成所述第一氧化层的工艺温度高于500℃。